近年来,充电宝自燃、爆炸等安全事故频发,追根溯源多与过充过放、温度失控、电路短路等问题相关。作为移动电源核心的电源管理芯片,其防护机制直接决定产品安全底线。SM5307 通过硬件级防护设计与智能化监测,从充电、放电、温度、电路状态四个维度构建全场景安全屏障,针对性解决各类安全隐患。
海川半导体-SM5307
破解过充隐患:动态调节的充电保护机制
过充是导致充电宝电芯鼓包、自燃的主要元凶,传统方案因充电阈值固定,易因电芯老化出现 “假满电” 现象。SM5307 采用三段式充电逻辑:当电池电压低于 3V 时,自动启动 200mA 涓流充电,避免大电流冲击受损电芯;电压升至 3V 后切换至 2.1A 恒流充电,确保快充效率;达到 4.2V 目标电压后转入恒压模式,直至电流降至阈值以下停止充电。
更关键的是其再充电阈值设置为 4.1V,当电池电压因自放电降至该值以下时才重新启动充电,避免传统方案中 “充满后仍持续涓流充电” 导致的电芯过压风险。同时,芯片内置输入过压保护,当外接适配器电压超过 5.5V 时立即切断充电回路,防止劣质充电器引发的电压击穿。
阻断短路风险:微秒级响应的输出防护网
充电宝短路事故多发生在输出端意外接触金属物体时,瞬间大电流会引发线路过热。SM5307 的输出短路保护响应时间仅 10μs,相当于电流刚超过安全阈值就被切断,远快于人类眨眼的速度(约 200ms)
在日常使用中,若输出电流超过 4A(远超手机、平板等设备的最大输入需求),过流保护会在 10ms 内启动;而当输出电压异常升高超过安全值时,过压保护机制会同步介入。这种 “多层级防护 + 阶梯式响应” 设计,既能应对金属短路等极端情况,也能处理设备异常导致的电流过载,从电路层面杜绝过热起火风险。
温度失控克星:全工况的热保护体系
温度失控是电芯热失控的直接诱因,SM5307 通过NTC 温度检测 + 芯片自测温双重手段实现全链路温控:
充电阶段:
当 NTC 引脚检测到电池温度对应电压为 1.32V(约 0℃)或 0.56V(约 45℃)时,立即停止充电,避免低温下锂枝晶生长或高温下电解液分解;
放电阶段:
若电池温度低至 - 15℃(对应电压 1.52V)或高至 60℃(对应电压 0.38V),输出回路会自动切断,防止极端温度下电芯性能突变;
芯片自保:
当芯片内部温度达到 125℃时,整机过温保护启动,所有功能暂停;直至温度降至 85℃以下(40℃迟滞区间)才恢复工作,避免芯片自身故障引发的热失控。
低电量与待机安全:防止过度放电的隐性防护
电芯过度放电会导致结构损坏,进而引发充电时的安全隐患。SM5307 在电池电压低于 3.0V 时自动关闭输出,并进入低电量报警状态(LED 以 2Hz 频率闪烁)。若电池电压持续降至 2.8V 以下,即使触发按键或接入负载,也会保持输出关闭,强制进入保护模式,需充电至 3.2V 以上才能激活输出,从根源上避免过度放电对电芯的永久性损伤。
在待机状态下,其静态电流仅 10μA,相当于一块 10000mAh 电池完全闲置时,仅因芯片损耗需约 10 年才会耗尽电量,大幅减少长期存放中的过放风险。
从实验室数据到实际应用场景,SM5307 的安全设计始终围绕 “预防为先”:用 10μs 的短路响应速度拦截突发风险,用 45℃充电截止温度限制电芯负荷,用 3.0V 放电保护底线守护电芯健康。这些看似冰冷的参数背后,是对每一种潜在安全事故的针对性防御,为充电宝筑起一道看得见、测得到的安全防线。
SM5307典型应用电路图▲
审核编辑 黄宇
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